大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的優(yōu)化與改進(jìn).pdf

1、21世紀(jì)以來(lái),由于地球生態(tài)環(huán)境的不斷惡化,尋找一種潔凈環(huán)保的代用燃料就成為當(dāng)代內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的研究重點(diǎn)。由于天然氣是潔凈環(huán)保燃料,因此,天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)受到人們的廣泛關(guān)注。相比傳統(tǒng)燃料發(fā)動(dòng)機(jī),天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能優(yōu)越,但其燃燒速度較為緩慢,后燃現(xiàn)象較為嚴(yán)重,排氣溫度較高。稀薄燃燒技術(shù)是降低天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度的有效措施,但稀燃后的缸內(nèi)燃燒速度更加緩慢,甚至導(dǎo)致失火。
　　本文通過(guò)改進(jìn)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室部件,加快稀薄燃燒時(shí)缸內(nèi)氣體流動(dòng)

2、速度,加大湍流動(dòng)能,進(jìn)而加快燃燒速度,減少燃燒持續(xù)期,以同時(shí)達(dá)到快速燃燒、降低排氣溫度的目的。
　　基于KIVA程序組,本文建立天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室模型。首先通過(guò)改變?nèi)紵业男螤?加快汽缸內(nèi)氣體流動(dòng)速度,加大湍流強(qiáng)度,進(jìn)而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒,降低排氣溫度。由于缸內(nèi)氣體流動(dòng)改善幅度較小,提出了基于燃燒室偏心的二次改進(jìn)方案。最終,綜合氣體流動(dòng)速度、湍流強(qiáng)度以及流動(dòng)地均勻性,選定在X方向上偏移0.3cm的收口盆形燃燒室為最優(yōu)方案。

3、　　對(duì)改進(jìn)后的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了臺(tái)架性能試驗(yàn),采集相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),并與原燃燒室發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果表明:天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)采用新燃燒室后,排氣溫度得到有效降低,燃?xì)饨?jīng)濟(jì)性得到提高,燃?xì)庀牧枯^原燃燒室發(fā)動(dòng)機(jī)最大降低11.4％。
　　在700KW工況點(diǎn),采用新燃燒室后過(guò)量空氣系數(shù)達(dá)到1.78,高于原活塞發(fā)動(dòng)機(jī),使發(fā)動(dòng)機(jī)的稀燃性能得到提升;燃?xì)庀牧拷档土?.5%,有效地減少了燃?xì)庀牧?最大缸內(nèi)壓力增大了0.845MPa,最大